Evrenin uzak bir köşesinde, bir şey ışıktan daha hızlı seyahat ediyor.
Hayır, fizik yasaları ihlal edilmiyor: Boş alan boşluğunda hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı gidemeyeceği hala doğru. Ancak ışık, yıldızlararası gaz veya yüklü parçacıklardan oluşan bir çorba gibi maddeden geçtiğinde, yavaşlar, yani diğer maddeler onu geçebilir. Ve bu, gama ışını patlamaları adı verilen evrendeki en enerjik ışığın bazılarının darbelerindeki garip simetriyi açıklayabilir.
Bu şifreli patlamalar - uzak galaksilerden gelen parlak gama ışını ışık flaşları - büyük yıldızlar çöktüğünde veya ultradense nötron yıldızları çarpıştığında oluşur. Bu felaketler, sıcak, yüklü plazma yakınlaştırma hızını jetlerle uzaya gönderir.
Ancak bu sinyallerin garip bir simetrisi vardır ve nedenleri hala bir gizemdir.
Bir gama ışını patlaması sabit bir zirvede parlamaz ve kararmaz, bunun yerine titrek bir desende, Güney Carolina'daki Charleston Koleji'nde astrofizikçi Jon Hakkila dedi.
Hakkila yıllardır bu bulmaca üzerinde çalıştı. Şimdi, o ve bir ortak çalışanın bir çözümü var: Işık hızından daha yavaş ve daha hızlı seyahat eden plazma, 23 Eylül'de Astrophysical Journal'da yayınlanan bir makalede bildirdikleri gibi bu titrek paterni açıklayabilir. Eğer haklılarsa, bu gama ışınlarını gerçekten neyin ürettiğini anlamamıza yardımcı olabilir.
Clemson Üniversitesi'nde bir astrofizikçi olan Dieter Hartmann, plazmada küçük ölçekli olayları büyük ölçekli gözlemlerimize bağlayan "ileriye doğru büyük bir adım buluyorum" dedi.
Son birkaç yıl içinde Hakkila, gama ışını patlamalarının genel parlaklık ve karartmalarının üstünde parlaklıkta küçük dalgalanmalar olduğunu buldu. Kapsayıcı parlaklığı ve karartmayı çıkarırsanız, bir dizi daha küçük zirveye sahip olursunuz - bir önceki zirve, parlaklık öncesi ve sonrası daha küçük zirvelere sahip. Ve bu desen garip bir şekilde simetrik. Deseni ana zirvede "katlar" ve bir tarafı gererseniz, iki taraf da oldukça iyi eşleşir. Başka bir deyişle, bir gama ışını patlamasının ışık paterni bir dizi yansıtılmış olayı ima eder.
Hakkila, "Ön tarafta ne olursa olsun arka tarafta oldu." Dedi. "Ve olaylar ters sırada olacağını biliyordu."
Gökbilimciler parçacık ölçeğinde gama ışını patlama emisyonuna neyin neden olduğunu bilmese de, ışık hızına yakın seyahat eden plazma jetleri çevre gazlarla etkileşime girdiğinde oldukça emindir. Hakkila, Michigan Teknoloji Üniversitesi'nde bir astrofizikçi olan Robert Nemiroff'tan duyduğunda, bu durumların nasıl simetrik ışık darbeleri yapabileceğine dair açıklamalar bulmaya çalışıyordu.
Nemiroff, bir nesne çevreleyen bir ortamdan yaydığı ışıktan, süperlumal hareket olarak adlandırıldığında ne olacağını araştırıyordu. Önceki araştırmalarda, Nemiroff böyle bir nesne ışıktan daha yavaş seyahat etmekten ışıktan daha hızlıya geçtiği zaman ya da tam tersi olduğunda, bu geçişin göreceli görüntü ikiye katlanması denilen bir fenomeni tetikleyebileceğini bulmuştu. Nemiroff, bunun Hakkila'nın gama ışını patlama darbelerinde bulduğu simetrik kalıpları açıklayıp açıklayamayacağını merak etti.
Peki "göreli görüntü ikiye katlanıyor" tam olarak nedir? Bir teknenin bir göl boyunca kıyıya doğru ilerlerken dalgalanmalar yarattığını düşünün. Tekne yarattığı dalgalardan daha yavaş hareket ederse, kıyı üzerinde duran bir kişi teknenin dalgalarının teknenin yarattığı sırada kıyıya çarptığını görecektir. Ancak tekne oluşturduğu dalgalardan daha hızlı seyahat ederse, tekne sadece oluşturduğu ilk dalgayı geçecek ve bunun önünde yeni bir dalgalanma oluşturacaktır. Bu şekilde, tekne tarafından yaratılan yeni dalgalanmalar, yarattığı ilk dalgalardan daha erken kıyıya ulaşacaktır. Kıyıda duran bir kişi dalgaların kıyıya zaman tersine döndüğünü görecektir.
Aynı fikir gama ışını patlamaları için de geçerlidir. Eğer bir gama ışını patlamasının nedeni gaz ve etrafındaki maddeden yaydığı ışıktan daha hızlı ilerliyorsa, emisyon düzenini ters kronolojik sırada görürdük.
Hakkila ve Nemiroff, bunun bir gama ışını patlamasının simetrik nabzının yarısını açıklayabileceğini öne sürdü.
Peki ya malzeme önce ışık hızından daha yavaş seyahat ediyor, ama sonra hızlanıyorsa? Hızlı başlayıp yavaşladıysa ne olur? Her iki durumda da, emisyonu hem kronolojik sırada hem de ters kronolojik sırada görebilir ve gama ışını patlamalarında gözlenen simetrik tepeler gibi simetrik bir darbe paterni oluşturabiliriz.
Bu bulmacanın parçaları hala eksik. Birincisi, araştırmacılar hala mikroskopik ölçekte bu patlamalara neyin neden olduğunu bilmiyorlar. Ancak bu önerilen model, araştırmacılara, gama ışını patlamalarının nihai nedenini bulmak için avdaki küçük bir ipucu veriyor.
